农业气象学导论/地球大气

本章的目标

• 了解地球大气、其组成、范围和结构

大气

大气

• • 无色、无味、无味的混合气体。
  • 包围地球的各个方面。
  • 移动、可压缩和可扩展。
  • 包含大量称为气溶胶的固体和液体颗粒。

气体化学成分均匀的低层大气被称为均质层。在较高的层面上，空气的化学成分发生显著变化，被称为非均质层。

大气

1. 提供氧气，这对作物呼吸作用有用。
2. 提供 CO2，用于在光合作用中构建生物量。
3. 提供 N，对植物生长至关重要。
4. 作为花粉运输的介质。
5. 保护作物和人类免受有害的紫外线。
6. 为田间作物提供降雨。

大气的组成

以下是按体积百分比近似存在的所有不同气体。

a. 气体

• 氮气 (N2) = 78.08
• 氧气 (O2) = 20.95
• 氩气 (Ar) =0.93 CO2 =0.03

• 氖气 (Ne) = 0.0018 氦气(He) =0.0005
• 臭氧(O3) =0.00004 氢气(H2) =0.00006
• 甲烷 (CH4) =0.00017

b. 水蒸气：在寒冷干燥的气候中，体积百分比为 0.02%，在潮湿的热带地区则接近 4%。

c. 尘埃颗粒

结构

• 对流层：Gr.‘tropos’=“混合”/湍流
  • 平均高度为海拔 14 公里（极地约为 8 公里，赤道约为 16 公里）
  • 将对流层与大气下一个热层（平流层）隔开的浅层称为对流层顶。由于几乎所有水蒸气（大气组成的 4%）气溶胶都集中在这里，因此该层出现了各种云、雷暴、气旋和反气旋。
  • 温度随高度升高而降低，直至 14 公里。
• 平流层：（16-30 公里）
  • 对流层顶以上没有可见的天气现象。
  • 超过 29 公里，温度随高度逐渐升高。
• 臭氧层（或中间层）
  • 臭氧浓度最大值在地球表面以上 30 至 69 公里之间。
  • 温度随高度升高，每公里约 5oC。
• 电离层：地球表面以上 60 公里
  • 温度再次下降，在地球表面以上 80 公里的高度达到约 100oC 的最低值。超过此高度，温度再次升高。
• 外层空间：400 至 1000 公里
  • 大气中原子密度极低。
  • 最外层以氢气和氦气为主。

垂直递减率

气温随高度降低称为正常/环境垂直递减率，为 6.5°C/公里。